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高一科普阅读报告

《生物学之书》

文 / 周恩琪(高一理信)

著 | Michael C. Gerald

出版 | 重庆大学

馆藏 | C360(0103244)

■ 选择此书的原因

当我在图书馆选书时,我发现这本书的书名很吸引我," 生物学之书 " 听起来像是包含了各种你想要知道的生物学知识,内容丰富,不像有些书只是注重于一个题目,内容故事完全和题目相关,这样对于我来说,会很沉闷。而且相较于物理和化学,我更喜欢生物。当我翻开这本书后,我发现它的排版非常创意、颜色和设计都很有吸引力,不像小说一样只有黑白色和单调的设计。不仅如此,书里还包含了图片,而且内容还是易于理解的文本,不会有很深的专有名,并且每一章都能独立存在,无需按照顺序阅读。它是一本非常有趣且具有视觉吸引力的书,还具有丰富教育意义。里面作者介绍的相关书籍价值是非常大的,通过简单的介绍可以根据个人的爱好再去阅读相关书籍,这会节省大量时间去搜寻到底我们对什么感兴趣。

■ 内容介绍

这本书就内容来说是非常丰富的,篇幅比较短。在过去的几个世纪里,人类一直被我们周围的世界所迷恋。追溯科学思想的历史,结识塑造自然科学的科学家,如卡尔•林奈、让-巴蒂斯特•拉马克、查尔斯•达尔文和格雷戈尔•孟德尔。来自植物、动物和人体的力学;DNA和遗传遗传;和疫苗的开发,探索关键发现以了解我们的世界如何运作。 这本生物学书还讨论了当前的趋势,如克隆、神经科学、人类进化和基因编辑。

□ 当中我最感兴趣的是: 

—— 作为遗传信息载体的DNA

科学家们花了许多年时间才接受一个事实:遗传的关键化学物质不是蛋白质,而是DNA。1927年,苏联生物学家尼古拉•科尔特索夫率先提出,遗传性状是由一种 " 巨型遗传分子 " 传递给子代的,这种分子由可复制的两条链组成,每条链都是一个复制模板。1940年,科尔特索夫死于苏联秘密警察手里,没能亲眼见证他的理念被证实。

20世纪20年代,英国细菌学家弗雷德里克•格里菲斯正在卫生部的病理实验室担任医务官员,他对肺炎的病理学很感兴趣。肺炎双球菌有两种形态:粗超无毒性(R), 和光滑的致病性(S),格里菲斯给老鼠注射了S,得到了预期的致命结果。但当他注射热灭活的S,老鼠并没有患上肺炎。过后,他为老鼠注射了R和热灭活的混合物,老鼠患上肺炎并死去。他推断R型菌被转换成S型菌,但是没有推测出“转换因子”的性质。

20世纪30年代至40年代,加拿大的医生及肺炎球菌的顶尖专家奥斯瓦尔德•T埃菲利试图识别格里菲斯的 " 转换因子 "。他联合同事科林•麦克劳德和麦克林,在大学医院进行实验,他们并没有使用热灭活S型菌,而是用化学物质处理它,移除或摧毁细菌的各种有机化合物,其中包括使蛋白质失活的蛋白酶。但在加入可摧毁DNA的脱氧核糖核酸酶后,转换因子才真正失效。1944年,DNA被确认为遗传信息的核心携带者。

—— 克隆(细胞核移植)

1996年,世界著名的多莉羊出生在苏格兰爱西堡的罗西林研究所中。它是由伊恩维尔穆特进行细胞核移植(NT)的产物。不过NT这个概念在100多年前就已经得到实现。1885年,汉斯杜里舒从一只海胆身上分离出两个胚细胞,每个细胞都独立成长成亲本的克隆体。

1929年,汉斯斯佩曼率先提出N和克隆生物的概念,在NT过程中,已分化的成熟细胞(体细胞)或未分化的胚细胞的细胞核被移植到已除去细胞核的供体细胞中,产生基因完全相同的复制品。

1952年,斯佩曼的理念得到证实,在费城癌症研究所中,罗伯特布里格斯和托斯J 金 使用未分化的细胞,成功克隆出北方豹蛙。1962年,约翰格登用完全分化的肠细胞细胞核,克隆出南非的青蛙,这证明特化细胞并未损失其遗传潜力。

多莉羊是第一只被克隆的哺乳动物,当它的出生被公布时,说明成熟的细胞也可以 " 重编程 " 为新细胞;而且多莉还生了4只小绵羊。6年后,它因健康被安乐死。

—— 永生的海拉细胞

海拉细胞现在已经成为一个科学术语,它是一种癌细胞,来自非洲一位普通妇女,名叫海瑞塔•拉克斯。1951年,海瑞塔•拉克斯黑人妇女来到了约翰•霍普金斯医院,她患的是宫颈癌。在治疗的过程当中,医生切下了一部分癌细胞组织,交给了医院的盖伊医生。

盖伊很快发现正常人的细胞,只要分裂50次就会停止分裂,这也是我们人类寿命的极限。可是海拉细胞却不符合这一规律,它可以无止境地分裂。科学家们发现,海拉细胞染色体末端的瑞粒和其他人的不一样,正常人的瑞粒只要DNA分裂一次,就会缩短一点,可是海拉细胞内会产生一种酶,这种酶会让瑞粒保持长度不变,让细胞永生。

1951年4月10日,盖伊向外界宣布,体外成功培养细胞的重大发现。很多人听说之后,想要获得一份海拉细胞,盖伊把海拉细胞分享给每一个人。盖伊尝试着用邮寄的方式,把海拉细胞寄到世界各地,在脱离实验室环境下,这些细胞居然奇迹般地存活了,而且顺利地达到了世界各地。

1954年,乔纳斯索尔克使用这些细胞研制出脊髓灰质炎疫苗。这个细胞系还被用于研究癌症,肿瘤细胞生物学,抗癌药物,AIDS,以及遗传图谱领域。

—— 微生物发酵

生产酒精饮料的发酵工艺可以追溯至大约12000年前。人们早已知道酵母是发酵过程的必须成分,但对于它的性质没有定论。有人认为它是引发酶作用底物(如葡萄糖),有人认为它是物理作用。

在1837年至1838年,三位科学家独立分别得出相同的结论:酵母是一种生物体。从 1857直到1878年,路易巴斯德进行一系列研究,确定了发酵过程需要生物体,即细菌和酵母菌。19世纪60年代,拿破仑三世下令让巴斯德调查法国的葡萄酒变质危机。巴斯德把发酵的酒加热到60℃,这个温度能杀死糟蹋葡萄酒的微生物,并且没有高到会改变酒味的程度。这个方法被称为巴氏消毒法。

不过,巴斯德没能成功总结出发酵核心要素酵母菌的本质。1897年,德国化学家爱德华毕希纳阐明,发酵过程中并不需要活的酵母菌,只需要细胞提取物“滤汁”就足够了。这一发现为他赢得1907年的诺贝尔奖。

—— 1832年的《解剖法》

1828年,威廉伯克和威廉海尔遭人唾弃辱骂,然而它们对几代人的解剖研究起到了重要的促进作用。直到1832年,英国和苏格兰的医学和解剖学学校都缺乏重要的教学工具:用于解剖的尸体。尽管教堂明言进入天堂必须有完整的身体,但一会还是颁发了1757年的《谋杀法》。医学院每年可以分配到一具被判处死刑的尸体供以解剖,但资源仍然匮乏。

1810年,一个解剖学会成立,其中的成员都是解剖学专家,外科医生和生理学家,几乎都是上层阶级的有钱人。他们提议使用无人认领的乞丐尸体。这个提议遭受到民众的强烈抗议,最后被驳回。为了满足需求,解剖学专家向盗墓人购买尸体,以至于死者家人都要在葬礼后看守坟墓。

伯尔和海尔用更简单的方法获取尸体。他们在爱丁堡谋杀16个人,并向劳勃诺克斯医生贩售尸体。在被逮捕立案后,伯克被判绞刑,至今他的骨头还展示在爱丁堡大学的解剖博物馆里。但他促成了1832年的《解剖法》的通过,它允许医生,解剖教学师及医学生获得并研究合法捐献或官方授权的尸体。

■ 心得感想以及启发

书名和标题开宗明义为《生物学之书》,每个小章中讨论一个生活中会注意却从来不曾深究的小题目,读完后会有 " 原来如此 " 的豁然开朗感。这本书除了知识满载外,内容结构也以深入浅出的方式,按年代顺序排列生物学领域中250个重大意义事件,并且每一章都能独立存在,无需按照顺序阅读。所以我认为它是对我而言排第一的科学书。

阅完本书后,除了感叹生物的奥秘外,也了解生物科学还有许多未解的谜团。一个简单的生命体,为何会有如此复杂的行为?现阶段的生物学,仅是在应用与控制上,取得巨大的进步。如:细胞重编程,神经生物学,化学药和生物药等。生物学与我们人类的生活密切相关。目前人类面临的一系列重大问题,如人口膨胀、食物短缺、能源危机、环境污染及疾病危害等等,很大程度上将依赖于生物技术的进步与发展。

我曾经看过一个科学视频,在1997年,一只长在小鼠背上的人耳作为重大新闻轰动了全世界。科学家把从牛身上提取的软骨细胞放到培养皿中培养,等细胞繁殖至足够多的时候,再移到可降解生物材料做成的耳朵支架上,软骨细胞在支架上不断生长繁殖,一只奇异逼真的 " 活 " 耳做成了。接下来,再把这只人造耳 " 种 " 到小白鼠身上。科学家切开一只无毛小鼠背上的皮肤,把人造耳移植上去,几天后,耳朵不仅存活了,还长得很不错。人造耳从老鼠体内吸取营养,一天天在长大。这个实验的意义在于它开创了用细胞复制人体器官的先河。

随着生物科技的发展,我们终将面对一个终极的问题:伦理问题。我们人类随自然而出生,但却拥有了改变自然,甚至改造自然的能力,这是一种优秀的能力,但在部分人眼里,却也是一种灾害。我曾经幻想过现今我们已经可以把耳朵的基因培育在老鼠身上,那么不久后我们是不是也有可能变成狼人、变种人,超人等的存在。但不可否认的是,我们在对这些新奇的物种充满好奇的同时,也在深深的恐惧着,因为现今社会还没有能够接受转基因人的存在。

但总的来说,通过这个事件我们可以看出,生物科技的进步一定会对人类产生巨大的积极影响。不管是组织工程技术、移植技术,还是克隆技术,它们最后的目的一定都是为了帮助人类更好地发展进化,比如提高生活质量、对抗疾病等。人类发展进化的进程才刚刚开始,但在此之前,我们应该心存敬畏,以谦恭的态度去发展科学技术。而不是认为自己是自然的主宰,可以肆意妄为,甚至凌驾于自然之上。因为从本质上来说,我们人类也只不过是自然的一部分。